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文檔簡介
第3講蛋白質(zhì)和核酸[課程標(biāo)準(zhǔn)]1.以碳鏈為骨架形成復(fù)雜的生物大分子。2.闡明蛋白質(zhì)通常由20種氨基酸分子組成,它的功能取決于氨基酸序列及其形成的空間結(jié)構(gòu),細(xì)胞的功能主要由蛋白質(zhì)完成。3.概述核酸由核苷酸聚合而成,是儲存與傳遞遺傳信息的生物大分子。考點一PART01第一部分考點一蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者1.蛋白質(zhì)的功能[連一連]2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)(1)組成蛋白質(zhì)的氨基酸及其種類①元素組成:主要為______________,有的含S、Fe等。C、H、O、N氨基羧基非必需氨基酸必需氨基酸④“二看法”判斷組成蛋白質(zhì)的氨基酸(2)氨基酸的脫水縮合
①過程a名稱:________,場所:________。②物質(zhì)b:____________。③結(jié)構(gòu)c:____________。④H2O中H的來源:______________________________;O來源于____________。脫水縮合核糖體二肽肽鍵一個來自氨基,一個來自羧基羧基(4)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因脫水縮合肽鏈排列順序空間結(jié)構(gòu)1.(必修1P30正文信息)由于氨基酸之間能夠形成________等,從而使得肽鏈能________________,形成具有________________的蛋白質(zhì)分子。2.(必修1P30圖2-11)圖中胰島素由______條肽鏈構(gòu)成,通過二硫鍵(—S—S—)相互結(jié)合在一起,其中共含有________個二硫鍵。氫鍵盤曲、折疊一定空間結(jié)構(gòu)23[經(jīng)典·基礎(chǔ)·診斷]1.(2024·江蘇揚州高三月考)蛋白質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)最重要的生命物質(zhì)之一,具有多樣性和特異性,其結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)。下列蛋白質(zhì)與其功能對應(yīng)正確的是(
)A.胰島素與調(diào)節(jié) B.血紅蛋白與催化C.酶與免疫 D.抗體與運輸解析:胰島素作為信息分子能夠調(diào)節(jié)機體的生命活動,A正確;血紅蛋白具有運輸氧的功能,B錯誤;酶具有催化功能,C錯誤;抗體具有免疫功能,D錯誤?!獭?.(2024·四川成都高三摸底)下圖是某多肽化合物的結(jié)構(gòu)式。下列關(guān)于該化合物的敘述,錯誤的是(
)
A.該化合物是三肽,含有兩個肽鍵B.氨基酸的不同種類取決于R基②④⑥C.該多肽中含有四個羧基、三個氨基D.形成該多肽鏈時,會脫去兩個水分子解析:題圖中的多肽含有兩個游離的羧基,一個游離的氨基,C錯誤?!?.(2022·湖南選擇考)膠原蛋白是細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分之一,其非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高。下列敘述正確的是(
)A.膠原蛋白的氮元素主要存在于氨基中B.皮膚表面涂抹的膠原蛋白可被直接吸收C.膠原蛋白的形成與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體有關(guān)D.膠原蛋白比蛋清蛋白的營養(yǎng)價值高解析:在氨基酸脫水縮合過程中,氨基和羧基脫水形成—CO—NH—,故膠原蛋白的氮元素主要存在于—CO—NH—中,A錯誤;膠原蛋白是大分子物質(zhì),涂抹在皮膚表面不能被直接吸收,B錯誤;由題干可知,膠原蛋白分布在細(xì)胞外基質(zhì),故屬于分泌蛋白,其形成需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工和運輸,C正確;由題干可知膠原蛋白的非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高,無法判斷二者必需氨基酸含量的高低,因此不能判斷二者營養(yǎng)價值的高低,D錯誤。[教材新命題點思考]1.2022年3月,一篇熟雞蛋返生孵小雞的論文引發(fā)網(wǎng)絡(luò)關(guān)注。央視評論:“侮辱性很強,傷害性極大”。(1)熟雞蛋無法返生的原因是什么?提示:高溫破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu),使蛋白質(zhì)變性,且該過程是不可逆的。(2)在雞蛋清中加入食鹽析出白色絮狀物,兌水后絮狀物消失,這一現(xiàn)象說明了什么?相對于生雞蛋,煮熟的雞蛋更容易消化,原因是什么?提示:鹽析過程中蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化。煮雞蛋的過程中,高溫使蛋白質(zhì)變性,蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散,容易被蛋白酶水解。(3)經(jīng)常食用雞蛋、牛奶、大豆制品,人體一般就不會缺乏必需氨基酸,必需氨基酸是指________________________________________________。(4)高溫加熱后,蛋白質(zhì)用雙縮脲試劑檢驗________(填“能”或“不能”)發(fā)生紫色反應(yīng)。雙縮脲試劑的使用方法是_________________________________________________________________。人體需要但自身不能合成,必須從外界獲取的氨基酸能先加雙縮脲試劑A液(NaOH溶液),再加雙縮脲試劑B液(CuSO4溶液)[模型新命題點思考]2.圖甲為有關(guān)蛋白質(zhì)分子的簡要概念圖;圖乙中的①②③分別表示生物體內(nèi)的三個生理過程,其中Q分別代表三種物質(zhì)。請回答下列問題:
(1)圖甲中c的化學(xué)鍵名稱為________,由b形成多肽的方式為_____________。(2)d表示的含義是_____________。(3)圖乙中①②③分別體現(xiàn)了蛋白質(zhì)怎樣的功能?肽鍵脫水縮合功能多樣性提示:催化功能、運輸功能、免疫功能。1.??嫉鞍踪|(zhì)的分布和功能[易錯提醒]載體與受體的區(qū)別載體是協(xié)助物質(zhì)運輸?shù)牡鞍踪|(zhì),如血紅蛋白是運輸氧的載體,細(xì)胞膜上有運輸葡萄糖、Na+、K+等的載體蛋白;受體是接受信息分子的蛋白質(zhì),如神經(jīng)遞質(zhì)受體、激素分子受體,其主要作用是實現(xiàn)細(xì)胞間信息交流。2.蛋白質(zhì)的相關(guān)計算(1)蛋白質(zhì)中游離氨基或羧基數(shù)目的計算①至少含有的游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù);②游離氨基或羧基數(shù)目=肽鏈數(shù)+R基中含有的氨基或羧基數(shù)。(2)蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量、氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)和脫去水分子數(shù)的關(guān)系①肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù);②蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對分子質(zhì)量-脫去水分子數(shù)×18(不考慮形成二硫鍵)。注:假設(shè)氨基酸平均相對分子質(zhì)量為a。[易錯提醒]環(huán)狀肽特點是肽鍵數(shù)與氨基酸數(shù)相同,即肽鍵的數(shù)目=脫去的水分子的數(shù)目=氨基酸的數(shù)目。如果形成二硫鍵,需考慮每形成一個二硫鍵需去掉兩個H。肽鏈數(shù)目氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)目脫去水分子數(shù)蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量氨基(羧基)數(shù)目1條mm-1m-1am-18(m-1)至少1個n條mm-nm-nam-18(m-n)至少n個√考向1蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能1.(2023·海南選擇考)科學(xué)家將編碼天然蜘蛛絲蛋白的基因?qū)爰倚Q,使其表達(dá)出一種特殊的復(fù)合纖維蛋白,該復(fù)合纖維蛋白的韌性優(yōu)于天然蠶絲蛋白。下列有關(guān)該復(fù)合纖維蛋白的敘述,正確的是(
)A.該蛋白的基本組成單位與天然蜘蛛絲蛋白的不同B.該蛋白的肽鏈由氨基酸通過肽鍵連接而成C.該蛋白徹底水解的產(chǎn)物可與雙縮脲試劑發(fā)生作用,產(chǎn)生紫色反應(yīng)D.高溫可改變該蛋白的化學(xué)組成,從而改變其韌性解析:蛋白質(zhì)的基本組成單位都是氨基酸,A錯誤;肽鏈?zhǔn)怯砂被嵬ㄟ^肽鍵連接而成的,B正確;蛋白質(zhì)徹底水解的產(chǎn)物為氨基酸,無肽鍵,不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng),C錯誤;高溫可破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu),但不改變其化學(xué)組成,D錯誤。2.(多選)如下圖所示,蛋白質(zhì)暴露在高濃度的尿素環(huán)境中會發(fā)生變性,除去尿素后,蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和生物功能可以恢復(fù)。下列有關(guān)敘述錯誤的是(
)
A.尿素使蛋白質(zhì)變性過程中破壞了蛋白質(zhì)中的肽鍵,使其不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)B.尿素使蛋白質(zhì)變性過程中改變了原有蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)量C.構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸種類和排列順序相同則蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)相同D.高溫煮熟變性后的蛋白質(zhì)更容易消化√√√解析:分析題圖可知,尿素可使蛋白質(zhì)變性,變性后蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)受損,但肽鍵沒有斷裂,因此仍可與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng),A錯誤;變性過程中,蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)量沒有改變,B錯誤;蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性取決于氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu),C錯誤。蛋白質(zhì)的變性和水解√考向2蛋白質(zhì)的相關(guān)計算3.(2024·江蘇南京高三檢測)已知21種氨基酸的平均相對分子質(zhì)量是128,現(xiàn)有一蛋白質(zhì)分子由3條肽鏈組成,在肽鏈形成空間結(jié)構(gòu)時,產(chǎn)生了4個二硫鍵(—SH+—SH→—S—S—+2H),共有肽鍵97個,此蛋白質(zhì)分子的相對分子質(zhì)量最接近(
)A.11046 B.11060C.12800 D.12280解析:蛋白質(zhì)是由氨基酸脫水縮合形成的,不考慮其他化學(xué)鍵變化時,此蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)×氨基酸的平均相對分子質(zhì)量-脫去的水分子數(shù)×水的相對分子質(zhì)量=(97+3)×128-97×18=11054。由于在肽鏈形成空間結(jié)構(gòu)時,生成了4個二硫鍵,失去H原子數(shù)=2×4=8(個),所以此蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=11054-8=11046。4.(2024·河北唐山高三一模)下圖中甲、乙、丙為組成生物體的相關(guān)化合物,乙為一個由α、β、γ三條肽鏈形成的蛋白質(zhì)分子,共含271個氨基酸,圖中每條虛線表示由兩個巰基(—SH)脫氫形成一個二硫鍵(—S—S—)。下列相關(guān)敘述錯誤的是(
)A.甲為組成乙的基本單位,且乙中最多含有21種甲B.由不同的甲形成乙后,相對分子量比原來少了4832C.丙主要存在于細(xì)胞核中,且在乙的生物合成中具有重要作用D.如果甲中的R基為—C3H5O2,則由兩分子甲形成的化合物中含有16個H√解析:題圖中的甲和乙分別是氨基酸和蛋白質(zhì),構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種,所以蛋白質(zhì)中含有的氨基酸最多有21種,A正確;題圖中的甲和乙分別是氨基酸和蛋白質(zhì),由氨基酸形成乙(蛋白質(zhì))的過程中的脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=271-3=268(個),形成4個二硫鍵過程中脫去8個—H,所以相對分子質(zhì)量比原來減少的數(shù)值為268×18+4×2=4832,B正確;題圖中的乙和丙分別是蛋白質(zhì)和核苷酸,由丙(核苷酸)組成的核酸有DNA和RNA兩種,其中真核細(xì)胞中的DNA主要存在于細(xì)胞核中,RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中,核酸在蛋白質(zhì)的生物合成中具有重要作用,C錯誤;氨基酸分子式的通式為C2H4O2NR(R表示R基),如果甲中的R基為—C3H5O2,則該氨基酸分子中含有H的個數(shù)是4+5=9(個),由兩分子甲形成的化合物中含有的H的個數(shù)=兩分子甲中的H原子數(shù)-脫去水分子(1個)中的H原子數(shù)=9×2-2×1=16(個),D正確??键c二PART02第二部分考點二核酸是遺傳信息的攜帶者1.核酸的結(jié)構(gòu)層次
磷酸五碳糖含氮堿基[易錯提醒]有的RNA也有空間結(jié)構(gòu),如tRNA等。1.(必修1P35正文信息)原核細(xì)胞DNA也是雙鏈結(jié)構(gòu)嗎?__________。是2.核酸的功能與分布蛋白質(zhì)的生物合成葉綠體擬核3.判斷DNA和RNA的三種方法脫氧核糖UTTU[易錯提醒]
2.(教材P34問題探討)自從全國打擊拐賣兒童DNA數(shù)據(jù)庫建成后,借助“打拐DNA數(shù)據(jù)庫”,數(shù)以千計的被拐兒童得以重回父母身邊。打拐DNA數(shù)據(jù)庫能幫助大量的被拐兒童找到親生父母的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________。不同個體的DNA如同指紋一樣具有特異性,如果能從父母的DNA指紋中找到孩子的所有條帶,就可以確定親子關(guān)系
4.生物大分子以碳鏈為骨架[經(jīng)典·基礎(chǔ)·診斷]1.(2024·海南??诟呷驴?下圖表示某種大分子物質(zhì)的基本單位,下列敘述正確的是(
)
A.該物質(zhì)是核糖核酸,人體內(nèi)有4種B.該物質(zhì)只含有C、H、O、P4種元素C.該物質(zhì)形成的大分子物質(zhì)是RNA,它主要分布在細(xì)胞質(zhì)中D.在T2噬菌體和HIV的宿主細(xì)胞中都找不到這種物質(zhì)√2.(高考江蘇卷)下列關(guān)于細(xì)胞中生物大分子的敘述,錯誤的是(
)A.碳鏈?zhǔn)歉鞣N生物大分子的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)B.糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等有機物都是生物大分子
C.細(xì)胞利用種類較少的小分子脫水合成種類繁多的生物大分子D.細(xì)胞中生物大分子的合成需要酶來催化解析:多糖、蛋白質(zhì)、核酸等是生物大分子,單糖、二糖、脂肪、磷脂等不是生物大分子,B錯誤?!蘙教材新命題點思考]1.DNA能夠提供犯罪嫌疑人的信息的原因是____________________________________________________________。DNA鑒定技術(shù)還可以應(yīng)用在_____________________________________等方面。DNA是遺傳物質(zhì)且每個人的脫氧核苷酸排列順序具有特異性研究人類起源、不同類群生物的親緣關(guān)系2.隨著生活水平的提高,人們對營養(yǎng)保健食品日益關(guān)注。核酸保健品真的能保健嗎?提示:不能。因為核酸在消化道內(nèi)需徹底消化才能被吸收,且人體內(nèi)不缺乏合成核酸的原料。[模型新命題點思考]3.下圖表示核酸與蛋白質(zhì)的關(guān)系,試分析并回答下列問題:
(1)染色體的主要成分是______________,核糖體的主要成分是RNA和蛋白質(zhì),因此圖1中甲、乙、丙分別是____________________,a是核苷酸,b是________。(2)圖2是通過結(jié)構(gòu)中的化合物組成構(gòu)建的概念圖,則甲、乙、丙分別是_____________________。(3)從中心法則的角度分析胰島B細(xì)胞內(nèi)核酸和蛋白質(zhì)之間的關(guān)系。DNA和蛋白質(zhì)DNA、RNA、蛋白質(zhì)氨基酸DNA、蛋白質(zhì)、磷脂提示:1.核酸的功能2.不同生物的核酸、核苷酸、堿基和五碳糖的歸納[易錯提醒]注意核酸與遺傳物質(zhì)的范圍:對病毒來說,核酸與遺傳物質(zhì)是一致的,為DNA或RNA;對細(xì)胞生物來說,核酸指DNA和RNA,遺傳物質(zhì)僅指DNA。3.核酸與蛋白質(zhì)的聯(lián)系(1)DNA、蛋白質(zhì)和生物多樣性的關(guān)系(2)細(xì)胞分化導(dǎo)致DNA、mRNA和蛋白質(zhì)的“相同”與“不同”①同一個體不同的體細(xì)胞中,核DNA相同。②由于基因的選擇性表達(dá),同一個體的不同體細(xì)胞中mRNA和蛋白質(zhì)等不完全相同。√考向1核酸的結(jié)構(gòu)和功能1.(2024·北京東城區(qū)高三月考)下圖甲所示物質(zhì)b是組成圖乙或圖丙所示物質(zhì)的基本單位(單體)。下列相關(guān)敘述錯誤的是(
)
A.如果圖甲中的a是核糖,則b是圖丙所示物質(zhì)的基本單位B.如果m是胸腺嘧啶(T),則b是圖乙所示物質(zhì)的基本單位C.在多個b聚合成圖乙或圖丙所示物質(zhì)的過程中,都要產(chǎn)生水D.圖乙或圖丙所示物質(zhì)徹底水解的產(chǎn)物是甲,含有乙的生物,細(xì)胞內(nèi)有5種堿基解析:核酸初步水解的產(chǎn)物是核苷酸,徹底水解的產(chǎn)物是組成核苷酸的三種化合物,即五碳糖、含氮堿基和磷酸,D錯誤。2.(2024·湖北高三一模)科學(xué)家將新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)和T2噬菌體的遺傳物質(zhì)徹底水解,并對水解后產(chǎn)生的小分子物質(zhì)進行了比較,其中與T2噬菌體相比,新型冠狀病毒中與之不同的物質(zhì)可能是(
)A.尿嘧啶、核糖
B.胸腺嘧啶、鳥嘌呤C.磷酸、腺嘌呤
D.磷酸、尿嘧啶√解析:新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,RNA徹底水解產(chǎn)物為磷酸、核糖、4種含氮堿基A、U、C、G;T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA,DNA徹底水解產(chǎn)物為磷酸、脫氧核糖、4種含氮堿基A、T、C、G;可見,與T2噬菌體相比,新型冠狀病毒中與之不同的物質(zhì)是尿嘧啶(U)和核糖,A符合題意。考向2細(xì)胞內(nèi)的生物大分子3.(2024·九江高三一模)下圖為有關(guān)生物大分子的簡要概念圖,下列敘述錯誤的是(
)√A.若a為C、H、O、N,且c具有運輸、催化等功能,則b為氨基酸B.若b為脫氧核苷酸,則c為核酸且只存在于線粒體、葉綠體、細(xì)胞核中C.若b為葡萄糖,則c在動物細(xì)胞中可能為糖原,在植物細(xì)胞中可能為淀粉等D.若c為新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì),則b為核糖核苷酸,由五種元素組成解析:若a為C、H、O、N,具有運輸、催化等功能的生物大分子是蛋白質(zhì),則b為蛋白質(zhì)的基本單位氨基酸,A正確;若b為脫氧核苷酸,則c是DNA,DNA除了存在于線粒體、葉綠體、細(xì)胞核中,還能存在于原核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中,B錯誤;若b為葡萄糖,則c表示多糖,在動物細(xì)胞中可能為糖原,在植物細(xì)胞中可能是淀粉、纖維素等,C正確;若c為新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)RNA,則RNA的基本單位b為核糖核苷酸,a有C、H、O、N、P五種元素,D正確。4.(多選)(2024·山東日照高三月考)無論是在細(xì)胞結(jié)構(gòu)中還是在細(xì)胞的生命活動中,蛋白質(zhì)常與其他物質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合物來發(fā)揮作用。下列相關(guān)敘述錯誤的是(
)A.蛋白質(zhì)與多糖結(jié)合形成的復(fù)合物可能具有信息傳遞作用B.蛋白質(zhì)與DNA結(jié)合形成的復(fù)合物不可能存在于大腸桿菌中C.脂質(zhì)—蛋白質(zhì)—脂質(zhì)組成的三層復(fù)合物參與構(gòu)成了幾乎所有的生物膜D.宿主細(xì)胞的RNA—蛋白質(zhì)復(fù)合物中的蛋白質(zhì)可能來自病毒√√解析:糖蛋白具有識別和信息傳遞的作用,A正確;大腸桿菌的DNA在復(fù)制時,會有解旋酶等蛋白質(zhì)與DNA結(jié)合形成的復(fù)合物,B錯誤;蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)組成的三層復(fù)合物參與構(gòu)成了幾乎所有的生物膜,C錯誤;宿主細(xì)胞中的蛋白質(zhì)與RNA形成的復(fù)合物中的蛋白質(zhì)可能來自病毒,如艾滋病病毒的逆轉(zhuǎn)錄酶會進入宿主細(xì)胞參與逆轉(zhuǎn)錄過程,D正確。常見的核酸—蛋白質(zhì)復(fù)合體真題演練體驗感悟PART03第三部分√1.(2022·重慶選擇考)合理均衡的膳食對維持人體正常生理活動有重要意義。據(jù)表分析,下列敘述錯誤的是(
)A.含主要能源物質(zhì)最多的是②B.需控制體重的人應(yīng)減少攝入①和②C.青少年應(yīng)均衡攝入①②③D.蛋白質(zhì)、脂肪和糖類都可供能食物(100g)能量/kJ蛋白質(zhì)/g脂肪/g糖類/g①8806.21.244.2②158013.237.02.4③70029.33.41.2解析:糖類是人體的主要能源物質(zhì),食物①中含糖類最多,A錯誤;食物①和②中分別富含糖類和脂肪,糖類在體內(nèi)可轉(zhuǎn)化為脂肪,故需控制體重的人應(yīng)減少攝入食物①和②,B正確;食物①②③分別富含糖類、脂肪、蛋白質(zhì),青少年應(yīng)均衡攝入①②③,有利于身體發(fā)育,C正確;蛋白質(zhì)、脂肪和糖類中都儲存著能量,因此都可供能,D正確。√2.(2021·江蘇選擇考)核酸和蛋白質(zhì)都是重要的生物大分子,下列相關(guān)敘述錯誤的是(
)A.組成元素都有C、H、O、NB.細(xì)胞內(nèi)合成新的分子時都需要模板C.在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中都有分布D.高溫變性后降溫都能緩慢復(fù)性解析:核酸的元素組成是C、H、O、N、P,蛋白質(zhì)的元素組成是C、H、O、N等,A正確;核酸包括DNA和RNA,細(xì)胞內(nèi)DNA的合成即DNA復(fù)制,需要DNA的兩條鏈作為模板,細(xì)胞內(nèi)RNA
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